mongodb中的find语法是

    db.<collection name>.find(query, projection);

你写的第二个查询

    db.test.find(
    {shapes: {"$elemMatch": {color: "red"}}}, 
    {"shapes.color":1})

在这里，你已经在查询部分使用了$elemMatch操作符，而如果你在投影部分使用这个操作符，那么你将得到想要的结果。您可以将您的查询写成

     db.users.find(
     {"shapes.color":"red"},
     {_id:0, shapes: {$elemMatch : {color: "red"}}})

这会给你想要的结果。

注意:这个答案提供的解决方案在当时是相关的，在MongoDB 2.2及更高版本的新特性引入之前。如果您使用的是最新版本的MongoDB，请参阅其他答案。

字段选择器参数仅限于完整的属性。它不能用于选择数组的一部分，只能用于选择整个数组。我尝试使用$ positional操作符，但这不起作用。

最简单的方法是在客户端中过滤形状。

如果你真的需要直接从MongoDB得到正确的输出，你可以使用map-reduce来过滤形状。

function map() {
  filteredShapes = [];

  this.shapes.forEach(function (s) {
    if (s.color === "red") {
      filteredShapes.push(s);
    }
  });

  emit(this._id, { shapes: filteredShapes });
}

function reduce(key, values) {
  return values[0];
}

res = db.test.mapReduce(map, reduce, { query: { "shapes.color": "red" } })

db[res.result].find()

MongoDB 2.2+中的新的聚合框架为Map/Reduce提供了一种替代方案。$unwind操作符可以用来将你的形状数组分离成一个可以匹配的文档流:

db.test.aggregate(
  // Start with a $match pipeline which can take advantage of an index and limit documents processed
  { $match : {
     "shapes.color": "red"
  }},
  { $unwind : "$shapes" },
  { $match : {
     "shapes.color": "red"
  }}
)

结果:

{
    "result" : [
        {
            "_id" : ObjectId("504425059b7c9fa7ec92beec"),
            "shapes" : {
                "shape" : "circle",
                "color" : "red"
            }
        }
    ],
    "ok" : 1
}

这个答案并没有完全回答这个问题，但它是相关的，我把它写下来，因为有人决定关闭另一个问题，将这个问题标记为重复(这不是)。

在我的例子中，我只想过滤数组元素，但仍然返回数组的完整元素。所有之前的答案(包括问题中给出的解决方案)在应用到我的特定情况时都让我头疼，因为:

我需要我的解决方案能够返回子数组元素的多个结果。 使用$unwind + $match + $group会导致根文档丢失而不匹配数组元素，在我的例子中，我不想这样做，因为实际上我只是想过滤掉不需要的元素。 使用$project > $filter会导致丢失其余的字段或根文档，或者迫使我在投影中指定所有这些字段，这是不可取的。

所以在最后，我用$addFields > $过滤器修复了所有这些问题:

db.test.aggregate([
    { $match: { 'shapes.color': 'red' } },
    { $addFields: { 'shapes': { $filter: {
      input: '$shapes',
      as: 'shape',
      cond: { $eq: ['$$shape.color', 'red'] }
    } } } },
])

解释:

首先将文件与红色形状匹配。 对于这些文档，添加一个名为shapes的字段，在本例中，它将以同样的方式替换原来的字段。 要计算形状的新值，$filter原始$shapes数组的元素，临时将每个数组元素命名为shape，以便稍后可以检查$$shape。颜色是红色。 现在，新的形状数组只包含所需的元素。

对于MongoDB的新版本，略有不同。

对于db.collection.find，可以使用find的第二个参数，键为projection

db.collection.find({}, {projection: {name: 1, email: 0}});

你也可以使用.project()方法。 然而，它不是原生的MongoDB方法，它是大多数MongoDB驱动程序(如Mongoose, MongoDB Node.js驱动程序等)提供的方法。

db.collection.find({}).project({name: 1, email: 0});

如果你想用findOne，这和find是一样的

db.collection.findOne({}, {projection: {name: 1, email: 0}});

但是findOne没有.project()方法。

MongoDB 2.2新的$elemMatch投影操作符提供了另一种方法来修改返回的文档，使其只包含第一个匹配的形状元素:

db.test.find(
    {"shapes.color": "red"}, 
    {_id: 0, shapes: {$elemMatch: {color: "red"}}});

返回:

{"shapes" : [{"shape": "circle", "color": "red"}]}

在2.2中，还可以使用$ projection操作符，其中投影对象字段名中的$表示查询中该字段的第一个匹配数组元素的索引。下面返回与上面相同的结果:

db.test.find({"shapes.color": "red"}, {_id: 0, 'shapes.$': 1});

MongoDB 3.2更新

从3.2版本开始，您可以使用新的$filter聚合操作符在投影期间筛选数组，它的好处是包括所有匹配，而不仅仅是第一个匹配。

db.test.aggregate([
    // Get just the docs that contain a shapes element where color is 'red'
    {$match: {'shapes.color': 'red'}},
    {$project: {
        shapes: {$filter: {
            input: '$shapes',
            as: 'shape',
            cond: {$eq: ['$$shape.color', 'red']}
        }},
        _id: 0
    }}
])

结果:

[ 
    {
        "shapes" : [ 
            {
                "shape" : "circle",
                "color" : "red"
            }
        ]
    }
]